KR101954870B1

KR101954870B1 - 자기장력을 활용하는 전기기계식 잠금장치

Info

Publication number: KR101954870B1
Application number: KR1020187002449A
Authority: KR
Inventors: 미카 피라이넨; 미카 푸카리
Original assignee: 이록 오와이
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2019-03-08
Also published as: PL3118977T3; KR20180034435A; JP6494058B2; EP3118977A1; EP3118977B1; US10443269B2; HUE045190T2; PT3118977T; CN107847938A; ES2746835T3; CN107847938B; US20180202193A1; DK3118977T3; WO2017009277A1; JP2018520284A

Abstract

자기장력(magnetic field forces)을 활용하는 전기기계식 잠금장치(electromechanical lock)를 개시한다. 액추에이터가 잠금 위치(300)와 해제 위치(400) 사이에서 이동된다(1202). 잠금 위치(300)에서, 제1 영구자석(208)은 제1축(200)의 회전이 차단되도록 미는 힘을 발휘하는 제1자장을 지향시키고(1204), 또한 제2 영구자석(210)은 제1축(200)이 제2축(212)과 결합 되지 않은 상태로 유지되도록 당기는 힘을 발휘하는 제2자장을 지향시킨다(1206). 해제 위치(400)에서, 제1 영구자석(208)은 제1축(200)이 해제되어 회전하도록 당기는 힘을 발휘하는 반대의 제1자장을 지향시키고(1208), 또한 제2 영구자석(210)은 제1축(200)이 제2축(212)과 결합 상태로 되도록 미는 힘을 발휘하는 반대의 제2자장을 지향시킨다(1210).

Description

자기장력을 활용하는 전기기계식 잠금장치

본 발명은 전기기계식 잠금장치(electromechanical lock) 및 전기기계식 잠금장치에 있어서의 방법에 관한 것이다.

전기기계식 잠금장치들이 전통적인 기계식 잠금장치들을 대체하고 있다. 가능한 한 작은 전력을 소모하는 전기기계식 잠금장치를 제조하고, 및/또는 전기기계식 잠금장치의 침입에 대한 보안성능을 향상시키고, 및/또는 전기기계식 잠금장치의 기구상 구조를 단순화하기 위하여 추가적인 개량이 필요하다.

유럽특허 EP 1443162호는 영구자석을 활용하는 단일 커플링 부재를 갖춘 잠금 실린더를 개시하고 있다.

유럽특허 EP 2466043호는 자기 변위력(magnetic displacement force)을 활용하는 단일 커플링 요소를 구비한 결합장치를 개시하고 있다.

본 발명은 향상된 성능의 전기기계식 잠금장치와 전기기계식 잠금장치의 향상된 방법을 제공하는 것을 도모하고 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 특허청구범위 제1항에 기술된 것과 같은 전기기계식 잠금장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 특허청구범위 제17항에 기술된 것과 같은 전기기계식 잠금장치에서의 방법이 제공된다.

본 발명은 전력 소모의 감소, 침입 보안성능의 향상, 및/또는 기구상 구조의 단순화 같은 장점들 중의 적어도 하나를 제공할 수도 있을 것이다.

이하, 본 발명의 여러 실시 예들을 첨부한 도면들을 참조하여 예시적인 방식으로 기술한다.
도 1은 전기기계식 잠금장치의 예시적인 실시 예들을 도시한다.
도 2A 및 2B는 2개의 다른 방향에서 보는 전기기계식 잠금장치의 동일한 실시 예를 도시한다.
도 3은 잠금 위치에서의 전기기계식 잠금장치의 일 실시 예를 도시한다.
도 4는 해제 위치에서의 전기기계식 잠금장치의 일 실시 예를 도시한다.
도 5는 단면 C-C 및 D-D를 예시하는 측면에서 보는 전기기계식 잠금장치의 일 실시 예를 도시한다.
도 6은 단면도 C-C 및 D-D와 그의 상태도를 활용하여 전기기계식 잠금장치의 일 실시 예를 도시한다.
도 7 및 8은 상태도의 추가적인 실시 예들을 예시한다.
도 9는 전기기계식 잠금장치의 추가적인 일 실시 예를 도시한다.
도 10은 그의 잠금 위치를 예시한다.
도 11은 그의 해제 위치를 예시한다.
도 12는 전기기계식 잠금장치에서의 방법을 예시하는 흐름도이다.

후술하는 실시 예들은 단지 예를 든 것이다. 본 명세서에서는 여러 부분에서, "일 실시 예"라고 언급하고 있지만, 이것은 그러한 각각의 언급이 동일한 실시 예(들)에 대한 언급이거나 또는 그 특징이 단지 하나의 실시 예에 대해서만 적용된다는 것을 필연적으로 의미하지는 않는다. 상이한 실시 예들의 단일한 특징들이 다른 실시 예들을 제공하기 위해 조합될 수도 있다. 더욱이, "포함하는" 및 "갖는"이라는 표현은 그 기술된 실시 예들이 거기서 언급된 그 특징들만으로 이루어지는 것으로 한정하는 것은 아니라고 이해하여야 하며, 또한 그러한 실시 예들은 특히 언급되지 않은 특징들/구조들을 포함할 수도 있을 것이다.

본 출원인(iLOQ Oy)은 유럽과 미국 특허출원들/특허들에서 개시된 것들과 같은 전기기계식 잠금장치들에 관한 수많은 개량 사항들을 발명하였으며, 그것들은 적용 가능한 모든 관할지에서 참고자료로서 여기에 포함된다. 그러한 것의 모든 세부 사항들에 관한 완전한 설명이 여기서 다시 반복되지는 않지만, 본 명세서는 전술한 출원들을 참고하여 이해되어야 할 것이다.

이하, 도 1을 참조하면, 도 1은 전기기계식 잠금장치(100)의 일 실시 예를 예시하고 있지만, 이것은 설명의 편의상, 본 실시 예들에 관련되는 그러한 부품들만을 도시하고 있다.

일 실시 예에 따르면, 전기기계식 잠금장치(100)는 외부 소스(130)로부터 데이터(162)를 읽어서 그 데이터(162)가 소정의 기준에 대해 부합하는지를 확인하도록 구성되는 전자회로(112)를 포함한다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전자회로(112)는 읽기동작(reading)뿐만 아니라, 외부 소스(130)에 데이터를 기록(write)할 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전기기계식 잠금장치(100)는 접속 제어장치(access control mechanism)(104)를 포함한다.

도 1에 도시된 실시 예에 따르면, 상기 전자회로(112)는 접속 제어장치(104)를 전기적으로 제어한다(164).

일 실시 예에 따르면, 전원 공급장치(114)는 전자회로(112)와 접속 제어장치(104) 양자에 전력을 제공한다(160).

일 실시예에 있어서, 접속 제어장치(104)에 의해 요구되는 전기 에너지는 전원 공급장치(114)가 발전기(116)를 포함하도록 하여 전기기계식 잠금장치(100) 내에서 자가-전력원(self-powered) 방식으로 생성된다.

일 실시 예에 따르면, 손잡이(106)를 회전시키는 동작(150)은 발전기(116)를 구동(158)할 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 도어 핸들(110)을 밀어내리는 동작(150)은 발전기(116)를 구동(158)할 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 키(key)(134)를 키 홈(keyway)(108)에서 회전시키나(150) 아니면 키(134)를 키 홈(108) 안으로 밀어넣음으로써 발전기(116)를 동작(158)시킬 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 손잡이(knob)(106)를 회전시키나(150), 및/또는 도어 핸들(110)을 아래로 밀거나(150), 및/또는 키 홈(108)에서 키(134)를 돌림(150)으로써, 회전 동작을 일으키는 것과 같이, 접속 제어장치(104)에 기계적으로 영향을 미칠 수도 있다(152).

일 실시 예에 따르면, 전원 공급장치(114)는 배터리(118)를 포함할 수도 있다. 배터리(118)는 가능하게는 적어도 하나의 전기화학적 셀에 기초하는 일회용 또는 재충전형 어큐뮬레이터(rechargeable accumulator)일 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 전원 공급장치(114)는 공급 전기(120)를 포함하되, 즉, 전기기계식 잠금장치(100)는 전압 트랜스포머를 통하거나 또는 직접적으로 범용의 교류 전원 공급장치에 연결될 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 전원 공급장치(114)는 광전변환(photovoltaic) 효과에 의해 빛 에너지를 전기로 직접 변환하는 태양전지(solar cell)와 같은 에너지 하베스팅 장치(energy harvesting device)(122)를 포함할 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 접속 제어장치(104)에 의해 요구되는 (그리고 가능하게는, 전자회로(112)에 의해 요구되는) 전기 에너지(160)는 어떤 외부 공급원으로부터 산발적으로 인입된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 외부 공급원(130)은 전자회로(112)와 유선 또는 무선 방식으로 접속되는 원격 제어 시스템(132)을 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 외부 공급원(130)은 데이터(162)를 포함하는 NFC(Near Field Communication: 근거리 무선통신) 기술(136)을 포함하고 있는바, 즉, 스마트폰 또는 어떤 다른 사용자 단말은 상기한 데이터(162)를 보유한다. NFC는 스마트폰들 및 유사한 기기들을 함께 터치하거나 근접한 상태로 가까이 놓음으로써 서로 무선 통신을 수행하도록 하는 일단의 표준기술이다. 일 실시 예에 따르면, NFC 기술(136)은 전자회로(112) 및/또는 접속 제어 장치(104)에 대해 전기 에너지를 제공(160)하기 위해 활용될 수도 있다. 스마트폰 또는 기타 휴대용 전자기기는 그의 주변에 전자기장을 발생하며, 전기기계식 잠금장치(100)에 삽입되어 있는 NFC 태그는 상기한 전자기장에 의해 충전된다.

일 실시 예에 따르면, 외부 공급원(130)은 적합한 기술들(예들 들어, encryption, RFID, iButton® 등)에 의해 저장되고 전송되는 데이터(120)를 포함하는 키(134)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 따르면, 전기기계식 잠금장치(100)는 자물쇠 몸체(102)에 배치될 수도 있으며, 접속 제어 장치(104)는 래치(또는 잠금용 볼트)(126)가 (예컨대, 상기 잠금장치(100)를 장착한 문의) 안팎으로 움직이는 것(156)을 제어(154)할 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 자물쇠 몸체(102)는 잠금 실린더로서 구현되는데, 이것은 래치(126)를 동작시키는 래치 메커니즘(124)과 상호작용하도록 구성될 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자회로(112) 및 접속 제어 장치(104)는 잠금 실린더(102) 내부에 배치될 수도 있다.

도 1에 도시되지는 않았지만, 발전기(116)는 잠금 실린더(102) 내부에 또한 배치될 수도 있다.

이상 상기한 전기기계식 잠금장치(100)의 전반적인 구조가 설명되었는바, 이제 나머지 도면들을 참조하면서 접속 제어 장치(104)에 대해 더 상세하게 고찰하기로 한다.

도 2A 및 2B는 2개의 다른 시점에서 본 전기기계식 잠금장치(100)의 일 실시 예를 예시하고 있다.

상기 전기기계식 잠금장치(100)는 자물쇠 몸체(102), 회전 가능하게 구성된 제1축(200), 상기 제1축(200)과 결합되는 제1 영구자석 핀(202), 상기 제1축(200)과 결합되는 제2 영구자석 핀(204), 회전 가능하게 구성된 제2축(212), 잠금 위치(locked position)와 해제 위치(unlocked position) 사이에서 움직이도록 구성되는 액추에이터(206, 216), 상기 액추에이터(206, 216)와 결합되는 제1 영구자석(208) 및 상기 액추에이터(206, 216)와 결합되는 제2 영구자석(210)을 포함하고 있다. 영구자석은 자화되는 물질로부터 제조되어 그 자체의 영구적인 자장을 생성하는 물질이다.

액추에이터(206, 216)는 에너지를 받아들여 이동(잠금 위치와 해제 위치 간의 동작)의 운동에너지를 발생하는 하나의 트랜스듀서(transducer)이다. 일 실시 예에 따르면, 상기 액추에이터(206, 216)는 전기 모터로서 구현되는데, 이것은 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 전기기계이다. 일 실시 예에 따르면, 액추에이터(206, 216)는 정확한 회전을 생성하는 것이 가능한 스텝 모터로써 구현된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 액추에이터(206, 216)는 전기 에너지를 운동으로 변화해주는 전기기계식 솔레노이드(electromechanical solenoid)와 같은 솔레노이드로서 구현된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 액추에이터(206, 216)는 피에조-전기(piezoelectricity: 압전기)를 활용하는 피에조-액추에이터이다.

상기 제1축(200) 및 제2축(212)은 서로 결합 가능하게 구성된다.

도 3은 액추에이터(206, 216)가 잠금 위치(300)에 있는 전기기계식 잠금장치(100)의 일 실시 예를 개시하고 있다. 상기 액추에이터(206, 216)의 잠금 위치에서, 제1 영구자석(208)은, 상기 제1축(200)의 회전이 차단되도록 자물쇠 몸체(102)와 접촉 상태로 제1 영구자석 핀(202)을 이동시키는 밀어주는(pushing) 힘을 발휘하는 제1자장을 지향시키도록, 그리고 상기 제1축(200)이 제2축(212)과 결합하지 않게 유지되도록 제2 영구자석 핀(204)을 이동시키는 당기는(pulling) 힘을 발휘하는 제2자장을 지향시키도록 구성된다. 본질적으로, 제1축(200)의 회전이 차단되며, 제1축(200)은 제2축(212)과 결합하지 않는다. 만일 전기기계식 잠금장치(100)가 지금 외부적인 침입의 힘을 받을 경우, 상기 잠금장치(100)가 개방되기 위해서는 두 개의 동작이 일어나야만 한다. 즉, 제1축(200)이 해제되어 회전하여야 하고, 그리고 제1축(200) 및 제2축(212)이 서로 결합하여 회전되어야만 한다.

도 4는 액추에이터(206, 216)의 해제 위치(400)에서의 전기기계식 잠금장치(100)의 일 실시 예를 예시한다. 상기 액추에이터(206, 216)의 해제 위치에서, 상기 제1 영구자석(208)은 제1축(200)이 해제되어 회전하도록 제1 영구자석 핀(202)을 이동시키는 당기는(pulling) 힘을 발휘하는 반대의 제1 자장을 안내하도록 구성되는 한편, 상기 제2 영구자석(210)은 제1축(200)이 제2축(212)과 결합하도록 제2 영구자석 핀(204)을 이동시키기 위한 미는(pushing) 힘을 발휘하는 반대의 제2 자장을 안내하도록 구성된다. 그 개방이 정당하게 허용되면, 제1축(200)의 회전이 허용되고, 제1축(200)은 제2축(212)과 결합한다. 이제 상기 전기기계식 잠금장치(100)의 전단부는 전기기계식 잠금장치(100)의 후단부를 회전시켜도 좋을 것이다.

도 3 및 4에 예시된 실시 예에서, 제1축(200)은 사용자에 의한 회전을 받아들이도록 구성되어 있으며, 제2축(212)은 래치 메커니즘(124)과 영구적으로 결합 된다. 본 실시 예에 있어, 손잡이(handle)(106)가 사용자에 의한 회전력을 받아들이며, 이 회전력은 액추에이터(206, 216)의 해제 위치에서 제2축(212)과 일치하여 제1축(200)의 회전을 통해 래치(126)를 후퇴시키는(156) 래치 메커니즘(124)으로 전달된다. 당연히, 본 실시 예에서의 손잡이(106)는 전술한 바와 같이 핸들(110) 또는 키 홈(108)으로 대체될 수도 있다.

그러나 반대의(reversed) 실시 예도 구현 가능한데, 즉 상기 제1축(200)은 래치 메커니즘(124)과 영구적으로 결합 될 수도 있고, 또한 상기 제2축(212)은 사용자에 의한 회전을 받아들이도록 구성될 수도 있다. 만일, 도 3 및 4에 이러한 대안적인 실시 예를 적용한다면, 이것은 손잡이(106)가 액추에이터(206, 216)의 잠금 위치에서는 자유롭게 회전하는 반면에 그 후단부(212)는 회전하여 차단되고, 그리고 액추에이터(206, 216)의 해제 위치에서는 상기 후단부(212)가 해제되어 회전하고 상기 제1축(200) 및 제2축(212)은 함께 결합된다는 것을 의미한다.

도 5는 단면 C-C(자물쇠 몸체(102) - 제1축(200) - 제1 영구자석(208) - 제1 영구자석 핀(202)을 횡단하는) 및 단면 D-D(제2축(212) - 제2 영구자석(210) - 제2 영구자석 핀(204)을 횡단하는)에서 보는 전기기계식 잠금장치(100)의 일 실시 예를 예시한다.

도 6은 상기한 단면들 C-C 및 D-D를 활용하여 전기기계식 잠금장치(100)의 실시 예들과 그의 상태도를 예시하고 있다.

상기한 자석들(208, 210) 및 핀들(202, 204)의 위치, 및 자기장과 반대 자기장 상에서의 그들의 효과가 도 6, 7 및 8에 예시되어 있는바, 그 극성 명칭법은 다음의 규약을 따른다. 즉, 북극(North pole)은 N, 남극(South pole)은 S로 표시하되, 반대의 극들(S-N)은 서로 잡아당기는 반면에 같은 극들(N-N 또는 S-S)은 서로 반발하는 것으로 한다.

이제, 도 3 및 4를 참조하여 전술한 전기기계식 잠금장치(100)의 잠금 위치(300)와 해제 위치(400)가 더 명료하게 이해될 것이다.

액추에이터(206, 216)의 잠금 위치(300)에서, 제1 영구자석(208)은 제1 영구자석 핀(202)을 자물쇠 몸체(102)와 접촉하도록 밀어주고, 제2 영구자석(210)은 제2 영구자석 핀(204)을 잡아당겨서, 제1축(200)은 회전할 수가 없게 되고, 제1축(200)은 제2축(212)과 결합하지 않은 채로 유지된다.

액추에이터(206, 216)의 해제 위치(400)에서는, 제1 영구자석(208)은 제1 영구자석 핀(202)을 자물쇠 몸체(102)로부터 벗어나도록 잡아당기고, 제2 영구자석(210)은 제2 영구자석 핀(204)을 밀어줌으로써, 제1축(200)은 해제되어 회전하게 되고, 제1축(200)은 제2축(212)과 결합하게 된다.

일 실시 예에 따르면, 제1 영구자석(208)과 제2 영구자석(210)은 액추에이터(206, 216)가 잠금 위치(300)와 해제 위치(400) 사이에서 이동함에 따라서 서로에 대하여 동기적인 방식으로 이동하도록 구성된다. 이러한 동기적 동작은 상기한 자석들(208, 210)로 하여금 전기기계식 잠금장치(100)의 동작 중에 서로 정확한 관계로 유지되는 것을 보장하여 준다.

일 실시 예에 따르면, 상기 액추에이터(216)는 소정의 양의 회전 또는 반대-회전에 의하여 잠금 위치(300)와 해제 위치(400) 사이에서 이동하도록 구성되는 회전 샤프트(206)를 포함한다. 도 2A 및 2B에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 영구자석(208) 및 제2 영구자석(210)은 상기 샤프트(206)에 만들어지는 구멍들(220, 222)에 고정될 수도 있다. 제1 영구자석 핀(202)은 구멍(250)에 장착될 수도 있으며, 또한 제2 영구자석 핀(204)은 구멍(252)에 장착될 수도 있다. 상기한 핀들(202, 204)은 그것들과 영구자석들(208, 210) 사이에 작용하는 힘에 의해 상기한 구멍들(250, 252) 내에서 움직이도록 구성될 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 핀들(202, 204)은 마모와 외력에 견디는 적절한 재료에 의해 코팅된 영구자석들이거나 핀과 같은 구조에 부착될 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 영구자석 핀(202)과 제2 영구자석 핀(204)의 이동 방향은 서로에 대해 30도 내지 150도 사이의 각도로 이루어진다. 이러한 특징은 외부의 침입에 의한 힘이 작용할 때 전기기계식 잠금장치(100)의 보안성을 향상시켜준다. 상기한 침입에 의한 힘은 상기 핀들(202, 204)을 동시에 반대 방향으로 이동시켜야만 한다는 것을 또한 유념하여야 할 것이다. 도 3, 4 및 6에서 예시하고 있듯이, 일 실시 예에 있어, 상기한 제1 영구자석 핀(202)과 제2 영구자석 핀(204)의 이동 방향은 서로에 대해 대체로 수직이다. 더욱이, 제1 영구자석 핀(202)과 제2 영구자석 핀(204)은 제1축(200)의 축 방향으로 서로 분리될 수도 있다.

도 6은 상기 제1 영구자석(208)은 그것의 제1극(610)이 그것의 제2극(612)을 대신하도록 이동되는 한편, 상기 제2 영구자석(210)은 그것의 제1극(614)이 그것의 제2극(616)을 대신하도록 이동되도록 하는 방식으로, 액추에이터(206, 216)가 잠금 위치(300)와 해제 위치(400) 사이에서 이동하도록 구성되어 있는 일 실시 예를 또한 예시하고 있다.

도 6은 또한 일 실시 예를 예시하는 것으로서:

상기 제1 영구자석(208)은 서로 같은 극성의 제1 영구자석 핀(202)과 제1 영구자석(208)의 자극들(612, 618)로 인하여 제1 영구자석 핀(202)을 이동시키는 미는 힘을 발휘하는 제1 자기장을 지향시키도록 구성되며(잠금 위치 300의 경우),

상기 제2 영구자석(210)은 서로 반대 극성의 제2 영구자석 핀(204)과 제2 영구자석(210)의 자극들(616, 620)로 인하여 제2 영구자석 핀(204)을 이동시키는 당기는 힘을 발휘하는 제2 자기장을 지향시키도록 구성되며(잠금 위치 300의 경우),

상기 제1 영구자석(208)은 서로 반대 극성의 제1 영구자석 핀(202)과 제1 영구자석(208)의 자극들(610, 618)로 인하여 제1 영구자석 핀(202)을 이동시키는 당기는 힘을 발휘하는 반대의 제1자기장을 지향시키도록 구성되며(해제 위치 400의 경우), 그리고

상기 제2 영구자석(210)은 서로 같은 극성의 제2 영구자석 핀(204)과 제2 영구자석(210)의 자극들(614, 620)로 인하여 제2 영구자석 핀(204)을 이동시키는 미는 힘을 발휘하는 반대의 제2 자기장을 지향시키도록 구성되는(해제 위치 400의 경우) 것의 일 실시 예를 도시하고 있다.

도 7은 잠금 위치(300)에서 해제 위치(400)로의 전환(600)을 예시하고 있다. 제1 영구자석(208)은 제1 영구자석 핀(202)을 잡아당기지만, 상기 제1축(200)은 약 20도만큼 회전하여야만 제2 영구자석(210)이 제2 영구자석 핀(204)을 상기 제2축(212)에 있는 노치(notch)(214) 안으로 밀어 넣는 것이 가능하다.

도 8은 해제 위치(400)에서 잠금 위치(300)로의 전환(602)을 예시하고 있다. 제2 영구자석(210)은 제2 영구자석 핀(204)을 잡아당기지만, 상기 제1축(200)은 약 20도만큼 회전하여야만 제1 영구자석(208)이 제1 영구자석 핀(202)을 자물쇠 몸체(102)에 있는 노치(218) 안으로 밀어 넣는 것이 가능하다.

도 2A, 2B, 3 및 4에 예시된 실시 예에 있어, 제1축(200) 및 제2축(212)은 상기 제1축(200)이 상기 제2축(212) 내부에 적어도 부분적으로 꼭 들어맞도록 구성된다.

도 2A, 2B, 3 및 4는 또한, 제1 영구자석 핀(202)이 제1축(200)과 결합하여 자물쇠 몸체(102)와의 접촉이 제2축(212) 바깥에서 일어나고, 또한 제2 영구자석 핀(204)이 제1축(200)과 결합하여 제1축(200)은 제2축(212) 내부에서 상기 제2축(212)과 결합하게 되는 것인 일 실시 예를 예시하고 있다.

도 2B, 3, 4 및 6에 예시된 실시 예에 있어, 자물쇠 몸체(102)는 제1 영구자석 핀(202)을 유지하도록 구성된 노치 부분(218)을 포함하며, 또한 잠금 위치(300)에서 제1 영구자석 핀(202)은 상기 자물쇠 몸체(102)의 노치(218) 안으로 옮겨져서 상기 제1축(200)의 회전이 차단된다.

도 2B 및 도 6은 일 실시 예를 또한 예시하고 있는 것으로서, 여기서 상기 자물쇠 몸체(102)는 제1 영구자석 핀(202)을 지지하도록 구성되는 다수의 추가적인 노치들(230, 232, 234, 236, 238, 240, 242)을 더 포함하되, 만일 전기기계식 잠금장치(100)가 제1 영구자석 핀(202)을 자물쇠 몸체(102)의 노치(218)로부터 해제시키는 외부로부터의 침입에 의한 힘에 종속되고, 또한 상기 제1축(200)이 회전하기 시작한다면, 상기 제1 영구자석 핀(202)은 자물쇠 몸체(102)의 상기한 추가적인 노치들(230, 232, 234, 236, 238, 240, 242) 중의 하나의 안으로 들어가도록 구성되고, 그럼으로써 상기 제1축(200)은 회전하기를 멈추도록 구성된다. 본 실시 예에 있어, 상기한 추가적인 노치들(230, 232, 234, 236, 238, 240, 242)의 수는 7이지만, 이것은 바뀔 수도 있을 것이다.

도 2A 및 6에 예시된 일 실시 예에 있어서, 제2축(212)은 해제 위치(400)에서 제2 영구자석 핀(204)을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 노치(214)를 포함하고 있다. 도시된 바와 같이, 둘 이상의 노치들(214), 본 실시 예에서는, 제2 영구자석 핀(212)을 상기 노치(214) 안으로 포획하는 데에 필요한 회전의 양을 줄이기 위하여, 예컨대, 8개의 노치들(214)이 존재할 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전기기계식 잠금장치(100)는 제1축(200) 또는 제2축(212)과 결합되는, 손잡이(106), 도어 핸들(110) 또는 키 홈(108) 중의 하나를 더 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전기기계식 잠금장치(100)는, 외부 공급원(130)으로부터 데이터(162)를 읽어서 소정의 기준에 대해 그 데이터(162)의 부합 여부를 확인하고, 그 데이터(162)가 상기 기준에 부합하면, 액추에이터(206, 216)가 잠금 위치(300)로부터 해제 위치(400)로 이동되도록 구성되는, 전자회로(112)를 더 포함한다.

도 9는 상기 전기기계식 잠금장치(100)의 추가적인 실시 예를 예시하되, 도 10은 그것의 잠금 위치(300)를, 또한 도 11은 그것의 해제 위치(400)를 예시하고 있다. 여기서, 액추에이터(216)는 두 부분의 회전 샤프트들(206A, 206B)을 포함하되, 제1 샤프트 부분(206A)은 제1 영구자석(208)과 결합 되어 있고, 제2 샤프트 부분(206B)은 제2 영구자석(210)과 결합 되어 있으며, 그리고 상기한 샤프트 부분들(206A, 206B) 사이에는 기어장치(902)가 배치되어 있다.

상기한 잠금 위치(300)에서, 상기 샤프트 부분들(206A, 206B)은, 제1 영구자석(208)은 제1 영구자석 핀(202)을 자물쇠 몸체(102)에 있는 노치(218) 안으로 밀어주고, 제2 영구자석( 210 )은 그것이 제2축(212)에 있는 노치(214) 안으로 들어가지 않도록 제2 영구자석 핀(204)을 잡아당기도록 하는 위치에 존재한다.

상기한 해제 위치(400)에서, 상기 샤프트 부분들(206A, 206B)은, 제1 영구자석(208)은 제1 영구자석 핀(202)을 자물쇠 몸체(102)에 있는 노치(218) 바깥으로 잡아당기고, 제2 영구자석( 210 )은 제2축(212)에 있는 노치(204) 안으로 제2 영구자석 핀(204)을 밀어주도록 하는 위치에 존재한다.

도 2A 및 2B에 예시된 일 실시 예에 따르면, 상기 전기기계식 잠금장치(100)는 액추에이터(206, 216)와 결합 된 추가적인 제1 영구자석들(208), 및 제1축(200)과 결합 된 추가적인 제1 영구자석 핀들(202)을 더 포함하고 있다. 상기한 추가적인 영구자석들과 추가적인 영구자석 핀들에 대한 도시는 존재하지 않지만, 이러한 구성은 상기 추가적인 제1 영구자석들은 샤프트들(206)에 만들어진 추가적인 구멍들(260)에 고정되는 한편, 상기 추가적인 영구자석 핀들은 추가적인 구멍들(262)에서 이동하기에 적합하도록 도 2A 및 2B의 실시 예에서 구현될 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영구자석 핀들(202)의 총 개수는 4개이며, 또한 그것들이 서로 간에 90도로 분리되어 360도 원주를 따라서 분리되어 있다면, 상기 제1 영구자석들(208)의 총 개수는 2개이다(하나의 제1 영구자석(208)의 반대 극들이 두 개의 제1 영구자석 핀들(202)을 제어하기 위해 활용될 수도 있으므로). 이러한 실시 예로써, 전기기계식 잠금장치(100)의 보안성은 더욱 향상될 수도 있다.

잠금 위치(300)에서, 상기 추가적인 제1 영구자석들(208)은 제1축(200)의 회전이 차단되도록 상기 추가적인 제1 영구자석 핀들(202)을 자물쇠 몸체(102)와 더욱 접촉 상태로 이동시키는 추가적인 미는 힘을 발휘하는 추가적인 제1 자기장들을 지향시키도록 구성된다.

해제 위치(400)에서, 상기 추가적인 제1 영구자석들(208)은 제1축(200)이 해제되어 회전하도록 상기 추가적인 제1 영구자석 핀들(202)을 이동시키는 추가적인 잡아당기는 힘을 발휘하는 추가적인 반대의 제1 자기장을 지향시키도록 구성된다.

본 실시 예는 제1축(200)이 래치 메커니즘(124)과 영구적으로 결합하여 있는 경우, 즉 제2축(212)과의 어떠한 결합/분리도 없는 경우의 구조에조차도 적용 가능할 수도 있다는 것을 유념하여야 할 것이다. 그 경우에 상기한 구조는 다음과 같이 구성된다. 상기 전기기계식 잠금장치(100)는:

자물쇠 몸체(102);

회전 가능하게 구성되는 축(200);

(상기 축(200)과 영구적으로 결합되고, 래치(126)를 동작하도록 구성되는 래치 메커니즘(124));

상기 축(200)과 결합되는 다수의 영구자석 핀들(202);

잠금 위치(300)와 해제 위치(400) 사이에서 이동하도록 구성되는 액추에이터(206, 216); 및

상기 액추에이터(206, 216)와 결합되는 다수의 영구자석들(208);

을 포함하되;

상기 잠금 위치(300)에서는, 상기 다수의 영구자석들(208)은 상기 축(200)의 회전이 차단되도록 상기 다수의 영구자석 핀들(202)을 상기 자물쇠 몸체(102)와 접촉 상태로 이동시키는 미는 힘을 발휘하는 자장을 지향하도록 구성되는 한편,

상기 해제 위치(400)에서는, 상기 다수의 영구자석들(208)은 상기 축(200)이 해제되어 회전하도록(래치 메커니즘(124)으로써 상기 래치(126)를 개방하기 위해 회전을 이용함) 상기 다수의 영구자석 핀들(202)을 이동시키는 당기는 힘을 발휘하는 반대의 자장을 지향하도록 구성된다.

다음으로, 전기기계식 잠금장치(100)에서 수행되는 방법을 예시하고 있는 도 12를 고찰하기로 한다. 그 동작들은 엄격하게 발생순서대로 되어 있지는 않으며, 그 동작들 중의 어떤 것은 동시에 또는 주어진 것들과는 다른 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 다른 기능들은 동작들 사이에 또는 그 동작들 내에서도 실행될 수도 있으며, 다른 데이터는 동작들 사이에 교환될 수도 있다. 상기한 동작들 중의 어떤 것 또는 그 동작들 중의 일부는 해당하는 동작 또는 그 동작의 일부에 의해 대체되거나 제거될 수도 있다. 따라서, 처리 순서에 대한 논리적인 요건으로 인해 불가피하게 필요한 경우를 제외하고는, 어떠한 특정한 동작 순서가 필요치 않음을 주목하여야 할 것이다.

상기 방법은 과정 1200에서 개시된다.

과정 1202에서 액추에이터는 잠금 위치(300)와 해제 위치(400) 사이에서 이동된다.

상기 잠금 위치(300)에서, 제1 영구자석은 과정 1204에서 상기 제1축의 회전이 차단되도록 미는 힘을 발휘하는 제1자장을 지향시키고, 제2 영구자석은 과정 1206에서 상기 제1축이 제2축과 분리된 상태로 유지되도록 당기는 힘을 발휘하는 제2자장을 지향시킨다.

상기 해제 위치(400)에서, 제1 영구자석은 과정 1208에서 상기 제1축이 회전이 해제되도록 당기는 힘을 발휘하는 반대의 제1자장을 지향시키고, 제2 영구자석은 과정 1210에서 상기 제1축이 제2축과 결합 상태로 되도록 미는 힘을 발휘하는 반대의 제2자장을 지향시킨다. 상기 제1축의 회전은 이제 과정 1212에서 래치를 개방하기 위해 사용될 수가 있다.

상기한 방법은 과정 1214에서 종료된다.

전술한 전기기계식 잠금장치(100)의 실시 예들은 여러 가지의 추가적인 실시 예들로써 상기 방법을 향상시키기 위해 활용될 수도 있다. 예컨대, 다양한 구조적 및/또는 방법적인 세부사항들이 상기 방법을 보충할 수도 있다.

기술이 진보함에 따라서 본 발명은 여러 가지의 방식들로 구현될 수 있다는 것을 당해 기술분야의 전문가라면 자명하게 알 수 있을 것이다. 본 발명 및 그의 실시 예들은 전술한 실시 예들에 대해서만 한정되는 것이 아니라 하기의 특허청구범위 내에서 변형될 수도 있을 것이다.

Claims

전기기계식 잠금장치(100)에 있어서,
자물쇠 몸체(102);
회전 가능하게 구성된 제1축(200);
상기 제1축(200)과 결합되는 제1 영구자석 핀(202);
상기 제1축(200)과 결합되는 제2 영구자석 핀(204);
회전 가능하게 구성된 제2축(212);
잠금 위치와 해제 위치 사이에서 이동하도록 구성된 액추에이터(206, 216);
상기 액추에이터(206, 216)와 결합되는 제1 영구자석(208); 및
상기 액추에이터(206, 216)와 결합되는 제2 영구자석(210)을 포함하되;
상기 제1축(200)과 상기 제2축(212)은 서로 결합 가능하게끔 구성되고;
상기 잠금 위치에서, 상기 제1 영구자석(208)은 상기 제1축(200)의 회전이 차단되도록 상기 제1 영구자석 핀(202)을 상기 자물쇠 몸체(102)와 접촉 상태로 이동시키는 미는 힘을 발휘하는 제1자장을 지향시키고, 또한 제2 영구자석(210)은 상기 제1축(200)이 상기 제2축(212)과 분리된 상태로 유지되도록 상기 제2 영구자석 핀(204)을 이동시키는 잡아당기는 힘을 발휘하는 제2자장을 지향시키도록 구성되는 한편,
상기 해제 위치에서, 상기 제1 영구자석(208)은 상기 제1축(200)이 해제되어 회전하도록 해제되도록 상기 제1 영구자석 핀(202)을 이동시키는 당기는 힘을 발휘하는 반대의 제1자장을 지향시키고, 상기 제2 영구자석(210)은 상기 제1축(200)이 제2축(212)과 결합 상태로 되도록 상기 제2 영구자석 핀(204)을 이동시키는 미는 힘을 발휘하는 반대의 제2자장을 지향시키도록 구성되는 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1축(200)은 사용자에 의한 회전을 받아들이도록 구성되고, 상기 제2축(212)은 래치 메커니즘(124)과 영구적으로 결합되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1축(200)은 래치 메커니즘(124)과 영구적으로 결합되고, 상기 제2축(212)은 사용자에 의한 회전을 받아들이도록 구성되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 영구자석(208) 및 상기 제2 영구자석(210)은 상기 액추에이터(206, 216)가 상기 잠금 위치(300)와 상기 해제 위치(400) 사이에서 이동할 때 서로에 관하여 동기적 방식으로 이동하도록 구성되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 액추에이터(216)는 소정의 양의 회전 또는 반대 방향의 회전에 의해 상기 잠금 위치(300)와 상기 해제 위치(400) 사이에서 이동하도록 구성된 회전 샤프트(206)를 포함하는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 영구자석 핀(202)과 상기 제2 영구자석 핀(204)의 이동 방향들은 서로 30도 내지 150도 사이의 각도로 이루어지는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 영구자석(208)은 상기 제1 영구자석(208)의 제1극(610)이 상기 제1 영구자석(208)의 제2극(612)을 대신하도록 이동되는 한편, 상기 제2 영구자석(210)은 상기 제2 영구자석(210)의 제1극(614)이 상기 제2 영구자석(210)의 제2극(616)을 대신하도록 이동되도록 하는 방식으로, 상기 액추에이터(206, 216)가 상기 잠금 위치(300)와 상기 해제 위치(400) 사이에서 이동하도록 구성되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 영구자석(208)이 서로 같은 극성의 제1 영구자석 핀(202)과 제1 영구자석(208)의 자극들(612, 618)로 인하여 상기 제1 영구자석 핀(202)을 이동시키는 미는 힘을 발휘하는 제1 자기장을 지향하도록 구성되며,
상기 제2 영구자석(210)이 서로 반대 극성의 제2 영구자석 핀(204)과 제2 영구자석(210)의 자극들(616, 620)로 인하여 제2 영구자석 핀(204)을 이동시키는 당기는 힘을 발휘하는 제2 자기장을 지향하도록 구성되며,
상기 제1 영구자석(208)이 서로 반대 극성의 제1 영구자석 핀(202)과 제1 영구자석(208)의 자극들(610, 618)로 인하여 상기 제1 영구자석 핀(202)을 이동시키는 당기는 힘을 발휘하는 반대의 제1자기장을 지향하도록 구성되며, 그리고
상기 제2 영구자석(210)이 서로 같은 극성의 제2 영구자석 핀(204)과 제2 영구자석(210)의 자극들(614, 620)로 인하여 상기 제2 영구자석 핀(204)을 이동시키는 미는 힘을 발휘하는 반대의 제2 자기장을 지향하도록 구성되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1축(200) 및 상기 제2축(212)은 상기 제1축(200)이 상기 제2축(212) 내부에 적어도 부분적으로 꼭 들어맞도록 구성되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 영구자석 핀(202)은 자물쇠 몸체(102)와의 접촉이 상기 제2축(212) 바깥에서 일어나도록 상기 제1축(200)과 결합되고, 또한 상기 제2 영구자석 핀(204)은 상기 제1축(200)이 상기 제2축(212) 내부에서 상기 제2축(212)과 결합하게 되도록 상기 제1축(200)과 결합되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 자물쇠 몸체(102)는 상기 제1 영구자석 핀(202)을 유지하도록 구성된 노치(218)를 포함하며, 그리고 잠금 위치(300)에서 제1 영구자석 핀(202)은 상기 제1축(200)의 회전이 차단되도록 상기 자물쇠 몸체(102)의 상기 노치(218) 안으로 이동되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제11항에 있어서,
상기 자물쇠 몸체(102)는 상기 제1 영구자석 핀(202)을 지지하도록 구성되는 다수의 추가적인 노치들(230, 232, 234, 236, 238, 240, 242)을 더 포함하되, 만일 전기기계식 잠금장치(100)가 상기 제1 영구자석 핀(202)을 자물쇠 몸체(102)의 노치(218)로부터 해제시키는 어떤 외부로부터의 침입에 의한 힘에 종속되고, 또한 상기 제1축(200)이 회전하기 시작한다면, 상기 제1 영구자석 핀(202)은 상기 자물쇠 몸체(102)의 상기한 추가적인 노치들(230, 232, 234, 236, 238, 240, 242) 중의 하나의 안으로 들어가도록 구성되고, 그럼으로써 상기 제1축(200)이 회전하기를 멈추도록 구성되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제2축(212)은 상기 해제 위치(400)에서 상기 제2 영구자석 핀(204)을 수용하도록 구성되는 적어도 하나의 노치(214)를 포함하는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 전기기계식 잠금장치(100)는 상기 제1축(200) 또는 상기 제2축(212)과 결합되는, 손잡이(106), 도어 핸들(110) 또는 키 홈(108) 중의 하나를 더 포함하는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 전기기계식 잠금장치(100)는 외부 소스(130)로부터 데이터(162)를 읽어서 소정의 기준에 대해 그 데이터(162)의 부합 여부를 확인하고, 그 데이터(162)가 상기한 기준에 부합하는 것으로 판단되면, 상기 액추에이터(206, 216)가 잠금 위치(300)로부터 해제 위치(400)로 이동되도록 구성되는 전자회로(112)를 더 포함하는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 액추에이터(206, 216)와 결합되는 추가적인 제1 영구자석들(208) 및 상기 제1축(200)과 결합되는 추가적인 제1 영구자석 핀들(202)을 더 포함하되,
상기 잠금 위치(300)에서, 상기 추가적인 제1 영구자석들(208)은 제1축(200)의 회전이 차단되도록 상기 추가적인 제1 영구자석 핀들(202)을 자물쇠 몸체(102)와 더욱 접촉 상태로 이동시키는 추가적인 미는 힘을 발휘하는 추가적인 제1 자기장들을 지향시키도록 구성되는 한편,
상기 해제 위치(400)에서, 상기 추가적인 제1 영구자석들(208)은 상기 제1축(200)이 해제되어 회전하도록 상기 추가적인 제1 영구자석 핀들(202)을 이동시키는 추가적인 잡아당기는 힘을 발휘하는 추가적인 반대의 제1 자기장을 지향시키도록 구성되는 것인 전기기계식 잠금장치.
제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항의 전기기계식 잠금장치에서의 방법에 있어서,
상기 잠금 위치(300)와 상기 해제 위치(400) 사이에서 상기 액추에이터를 이동시키는 동작(1202);
상기 잠금 위치(300)에서, 제1 영구자석에 의해 상기 제1축의 회전이 차단되도록 미는 힘을 발휘하는 제1자장을 지향시키는 동작(1204)과, 제2 영구자석에 의해 상기 제1축이 상기 제2축과 결합 되지 않은 상태로 유지되도록 당기는 힘을 발휘하는 제2자장을 지향시키는 동작(1206); 및
해제 위치(400)에서, 상기 제1 영구자석에 의해 상기 제1축이 해제되어 회전하도록 당기는 힘을 발휘하는 반대의 제1자장을 지향시키는 동작(1208)과, 상기 제2 영구자석에 의해 상기 제1축이 제2축과 결합 상태로 되도록 미는 힘을 발휘하는 반대의 제2자장을 지향시키는 동작(1210)을 포함하는 방법.